ＷeＧenius第6刊‧2002年‧台大電機系所‧王維新教授

1.能否請教授為我們說明一下電機領域在學些什麼，以及研究的範圍？

電機領域很廣，大概主要分為應用物理方面和系統方面兩大領域。所謂物理方面包括了固態、光電、電磁波等，這一類有應用到物理方面的東西，學這一類數學、物理基礎要強一點。另外系統方面有Computer Science (CS)、通訊、Computer-Aided Design (CAD) 等，這一類物理用得比較少，偏向於邏輯思考的應用。但並不是這兩個領域之間就沒有任何關聯性，有許多研究像醫工、電力、控制等還是兩者都很重要。現在大學部沒有分組，研究所則分了四所、九組，分別是電子所的Integrated Circuit System (ICS)組、固態組，電信所的通訊組、電波組，電機所的CS組、醫工組、電力組、控制組，以及光電所的光電組。將來可能還會有其他新研究所成立。

至於如何選擇自己要走的方向，剛進大學來其實還不急，因為你根本不知道自己對什麼方面的東西有興趣，所以我們在大學部的課程設計方面，就會讓同學們廣泛地接觸這些電機不同領域的東西，同學們可經由學習的過程中，找到自己的興趣所在，藉由多選一些課，來瞭解自己將來所要走的方向是什麼。

當然現在有許多比較熱門的組，像ICS、光電這些領域，就有很多人搶著要唸，他們不一定說有興趣，但畢竟這也關係到未來出路的問題。有的同學想要進這些熱門的組別，但是成績不夠，就只好到別的學校去唸，或者是出國去唸。但我想剛上大學就要決定將來走的路線，似乎還太早，還是應該儘量多修一點課，瞭解一下電機和自己的性向。一、二年級學的課都只是基本的主科，先好好地把基礎打好，到了三、四年級，再去選一些跟各個組別有相關的課。

假如你決定走系統方面的話，那麼你用到物裡的機會就不大了，那如果是要走應用物理方面的話，物理和數學的基礎就要用到很多。這就是兩大不同領域主要的分界。我覺得先把基礎弄好是蠻重要的，像現在熱門的東西，在你畢業之後，或許就不再熱門了，但是基礎的東西是不會改變的，把基礎學好，不管未來怎麼變，還是會在這些範圍之內，不會有太大的問題。像我們以前覺得電磁波很難，大家都不太想唸，比較喜歡唸固態電子。但是後來固態電子還是必須結合電磁波的理論，才能繼續發展下去。所以說基礎打好是很重要的，將來隨時都用得到。

2.電子電機是國家現在發展的重心所在，許多資源和人才不斷投入。想請教教授對於電子電機未來應走的方向與前景。

電機的領域很多很廣，所以將來可以發展的方向也非常廣泛。根據電子電機同業工會的調查，每年電子電機短缺的人才有幾萬人，所以選電子電機這方面，不怕找不到工作，你如果找不到工作，那別人不就更慘了，所以將來出路不用擔心。未來走的方向很明顯的，一定是高科技的應用。回想早期的時候，美國有許多有關電子方面的東西拿到台灣來生產，我那時候有去參觀過當時的電子工廠，其實只是在把做好的電晶體構裝一下而已。因為當時這個工作在美國的人工成本太高，所以就移到台灣來。

現在台灣IC製程的人工成本也高起了，所以就漸漸移到大陸或國外去。然而當年的高級製程技術和設計技巧，還是留在美國，台灣後來才有一些留學生去把這些東西學回來。所以將來台灣必須多朝向高級技術和設計方面的知識發展，因為那些需要多花費人力成本的工作會漸漸移出去，留下來的就是高技術水準的東西。尤其固態電子方面，元件都是越做越精密，一定是朝向一些技術層次比較高的高頻電子元件發展，這所需要的專業知識就涵蓋整個電機領域。

系統設計方面的情況，我比較不清楚，但相信也一樣需要水準高的工程師，這些業界需要的工程師，往往就是我們台大電機系畢業的學生。而且有一點其實蠻重要的，就是要有新的創意。像早期有人做出一種音樂聖誕卡，一打開就會播放音樂，這種東西要做其實很簡單，這就是一個創意的問題而已。早期PC的memory很貴，後來越做越好，也越來越便宜，甚至有一陣子還傳出滯銷，我當時就想不可能滯銷的，一定會有相關的產品出現，結果現在數位錄音機、數位相機等數位式的產品紛紛問世，還很多東西都可以不斷的應用上去，這就是創意。

那創意需要什麼？要有創意，各方面的知識都必須要涉獵到一些。像以前我有位學生想出一個idea，他想在打希臘字母時，可以讓鍵盤上的字直接顯示a、b、g等符號，再用手指頭按這些鍵打出來，但我認為這個idea並不是很好，因為這種鍵盤的設計太因難了，價位一定過高。後來Microsoft用軟體的方式，解決了這個問題，他們直接把符號show在螢幕上，用滑鼠點選就可以了。不懂得軟體的學生，就不容易想出這樣的idea，因此，相關知識涉獵得越多，解決問題的方式也就越多樣化，越容易找到適合的創意或方法。所以說要投入電子電機這個領域的人雖多，但要看誰的腦筋好，想得出最合適的創意。

3.能否請教授為我們說明您的研究範圍、研究內容與研究專長。

光波導(waveguide)元件這個領域算是相當熱門，但並不容易講清楚，我只能簡單說明一下，重點是談它未來的應用。波導簡單講就是用來導波的，普通電磁波頻率提高時，像光波，其傳播方向會是直進的，往一個方向打，它就一直朝著同一個方向傳播。如果我今天想要讓光的行進路線轉彎，就必須有波導來幫助它。或是說我希望讓一個光分成兩個光，或是改變光的折射率，這些在一般free space是難以達到的，這時候就需要用到光波導。

光波導的材料很多例如：鈮酸鋰、玻璃、半導體 (Si, GaAS, etc.)、聚合物等。這些東西的用途很廣，我們做的主要是光纖通信會用到的東西。所謂光纖通信就是利用光波來傳遞訊息，就類似收音機是用微波來傳遞訊息。一般電視機頻率大約幾個MHz，而光波則是高達1014 Hz。使用光纖傳遞訊息不但可以增加速度，一條光纖裡面也可以帶有很多不同的訊息，而且不容易被竊聽。

可能大家會注意到：在上網人多的時候，網路速度會變得很慢，這就是因為調變器等電子元件速度不夠快所造成的。因為光纖本身夠快，若電子電路的部分快不起來，那整個系統的速度就沒有辦法再快下去了。我們主要研究的就是光纖通信中一些有關光的切換和調變等功能的元件，目的是希望光通信元件能又快、又小、又便宜。

從前影像傳送有一點模糊，大家還可以接受，但是現在影像都要求越來越清晰，所以畫素就越來越多，傳送影像也就需要更大的頻寬、更快的速度。只不過目前的成本還是高了一點，但這個需求一定會慢慢增加。例如現在幾乎每個人家中都會有電腦，可是我在當學生的時候，整個台大只有一部CDC3150大型電腦，家裡要有電腦幾乎是不可能，後來電子業發達起來，才有今天這種PC普及化的情形。同樣地，光通訊產品現在價位還算比較高，將來等價位比較便宜的時候，每個人家裡只要拉一條光纖就夠了，電話、電視、電腦等訊號都可經過同一條光纖來傳送，使用非常方便。